Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo về Đồ án nền móng dành cho sinh viên chuyên ngành xây dựng, tài liệu đưa ra các thông số kỹ thuật, các chỉ tiêu vật lý cho việc xây đắp nền móng, các vật liệu cọc, kiểm tra thé
I. TỔ HP TẢI TRỌNG Công trình : Nhà công nghiệp Cột : - Tiết diện cột : lc x bc = 80cm x 60cm - Cao trình cầu trục : 7,5m - Cao trình đỉnh cột : 9,5m Tải trọng : Các lực tác dụng : - Tónh tải tác dụng lên đỉnh cột : Pa = 590 (KN) - Hoạt tải gió tại đỉnh cột : Pg = 32,8 (KN) - Lực hãm cầu trục ngang : Tc1 = 5,4 (KN) - Lực hãm cầu trục dọc : Tc2 = 3,8 (KN) - Tải trọng cầu trục : Pc = 525 (KN) - Tải trọng bản thân cột G = 25.0,8.0,6.10.1,1 = 132(KN) Tổ hợp ttN0 (KN) ttxQ0 (KN) ttyQ0 (KN) ttxM0 (KNm) ttyM0 (KNm) Tónh tải (TT) + hoạt tải gió (HT1) Pa +Pc +G +Pg 1247 32,8 0 0 590,0 Tónh tải + hoạt tải cần trục (HT2) Pa +Pc +G+ Tc1 + Tc2 1247 5,4 3,8 30,4 305,7 TT + 0,9(HT1 + HT2) Pa +Pc +G +0,9(Tc1 +Pg+Tc2) 1247 34,4 3,4 27,4 596,6 Tổ hợp nguy hiểm nhất : Tổ hợp 3 là TT + 0,9(HT1 + HT2) vì : + Trường hợp 1 và 3 đều có ttyM0 lớn hơn trường hợp 2 rất nhiều + Trường hợp 3 có ttxQ0 ttyQ0 ttxM0 lớn hơn trường hợp 1 nhiều . Tải trọng tính toán và tải tiêu chuẩn tại chân cột trong trường hợp 3 : n = 1,2 Tải trọng 0N (KN) xQ0 (KN) yQ0 (KN) xM0 (KNm) yM0 (KNm) Trò tính toán 1247 34,4 3,4 27,4 596,6 Trò tiêu chuẩn 1039,2 28,7 2,8 22,8 497,2 II. XƯÛ LÍ SỐ LIỆU. HmHd600P c0 .0 m+ 9 ,5 m+ 7 , 5 mGP gT c 2T c 1yx8 0 0 3 7 1,7 22,5 - - - 2,64 - - 6400 16 4 19 ∞ 14 - - - 2,63 - - 16000 30 A Lớp 1 - Chỉ số dẻo : A = Wnh - Wd = 38,8% - 25,9% = 12,9% > 7%, đất này là đất sét pha - Độ sệt : B = 798,09,129,252,36=−=−AWWd 0,75 < B < 1 , đất ở trạng thái dẻo sệt. - Hệ số rỗng : ( )( )04,116,17362,01.10.64,2110=−+=−+∆=wnWeγγ B Lớp 2 - Chỉ số dẻo : A = Wnh - Wd = 34,4% - 20,6% = 13,8%; 7%<A< 17%, đất này là đất sét pha. - Độ sệt : B = 27,18,136,201,38=−=−AWWd B >1 , đất ở trạng thái sệt - Hệ số rỗng : ( )( )09,117,17381,01.10.68,2110=−+=−+∆=wnWeγγ C Lớp 3 Thành phần hạt : d (mm) > 2 2 - 1 1 - 0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,002 <0,002 0 2 18 28 32 10 5 5 0 - % hạt đường kính ≥ 0,1mm = 2 + 18 + 28 + 32 = 80% > 75%, đất là cát nhỏ - Xuyên tiêu chuẩn N = 16 thuộc khoảng (10 , 29) , nên ở trạng thái chặt vừa. Lớp đất 1 là đất cát chặt vừa. - N ∈ [ ]1029 ÷ ứng với e ∈ [ ]7,055,0 ÷ , với N = 16 thì eo = 65,0)1016(102955,07,07,0 =−−−− - Dung trọng tự nhiên : ( )6,19)225,01(65,0110.64,2110=++=++∆= wenwγγ(KN/m3) -Môđun biên dạng : E = (KN/m2) (mm) > 10 5 5 - 2 2 -1 1-0,5 0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,01 % 0 0 20 27 23 21 9 0 0 - % hạt đường kính ≥ 0,5mm = 20 + 27 + 23 = 70 % > 50%, đất là cát thô - Xuyên tiêu chuẩn N = 30 thuộc khoảng (30 , 50) , nên ở trạng thái chặt Lớp đất 1 là cát thô ở trạng thái chặt - N ∈ [ ]3050 ÷ ứng với e ∈ [ ]55,0,0 ÷ , với N = 30 thì e0 = 0,55 - Dung trọng tự nhiên : ( )34,19)14,01(55,0110.63,2110=++=++∆= wenwγγ(KN/m3) - Góc ma sát : Trò số SPT N =30 ⇒ϕ = 40o - Modul biến dạng E ( đối với đất cát chọn α = 2) E = αqc = 2.16000 = 32000 Mặt cắt đòa chất 12346800 44001700Đất sét pha dẻo sệt; 0e = 1,04 wγ = 17,6 KN/m3, W = 36,2% c = 9 KN/m2; ϕ = 6o45’ Đất sét pha, trạng thái sệt wγ = 17,7 KN/m3, w = 38,1 % 0e = 1,09 Cát nhỏ – chặt vừa wγ = 19,6 KN/m3, w = 22,5% 0e = 0,65; ϕ = 36,5o Lớp đất 1 là đất sét pha dẻo sệt ϕ, c, qc , N đều rất nhỏ, lớp đất 2 thì tốt hơn nhưng vẫn còn yếu, lớp đất 3 là cát nhỏ chặt vừa, là lớp đất tốt nhưng hơi mỏng, còn lớp 4 là cát thô – chặt, là lớp đất rất tốt. Do đó ta có thể chọn 2 phương án móng : - Phương án 1 : Đài cọc đặt trong lớp 1, cọc xuyên qua lớp 1,2 và đặt chân cọc trong lớp 3, lúc này ta có thể chọn cọc dài 12m thì không phải nối cọc. Nhưng phương án này vì cọc quá dài, sức chòu tải của cọc theo vật liệu nhỏ hơn sức chòu tải theo đất nền nhiều dẫn đến lãng phí vì cọc sẽ bò phá hoại trước khi đất nền bò phá hoại. Chưa kể đến việc sản xuất và chuyên chở cọc càng dài càng phức tạp nên phương án này chưa phải là tối ưu - Phương án 2 : Giống phương án 1 nhưng tăng thêm chiều dài cọc để xuyên qua hết lớp đất 3 để mũi cọc đến lớp đất tốt là lớp sỏi sạn, chấp nhận nối cọc nhưng ít lãng phí hơn và công tác chuyên chở, cẩu… đơn giản hơn. IV. THIẾT KẾ Thiết kế theo Phương án 2 1. Chiều sâu đài cọc hm > 0,7dpBKQγ Q = Qx = 34,4 KN Kp = tg2 )452(0+ϕ = tg2 )452'456(00+ = 1,27 γ = γw1 =17,6 KN/m3 Giả thiết chiều rộng đài cọc bđ = 1,5m hm > 0,75,1.27,1.6,174,34 = 0,7 m Chọn hm = 1,1m, lớp bê tông dưới đế móng dày 0,1m, bê tông đá 4x6 mác 100 2. Chọn cọc. Chọn cọc dài 8m tiết diện 300 x300, thép 4φ14 AI, BT#250, được hạ bằng búa Diesel không khoan dẫn. Sau khi đóng cọc đập bể đầu cọc để chìa ra 0,5m thép neo vào đài cọc, vì cọc chòu mômen lớn nên chôn cọc vào đài cọc 0,15m. Trên thân cọc có 2 móc thép để móc thép trong quá trình vận chuyển cũng như thi công, 2 móc này đặt ở 2 đầu cách mỗi đầu cọc 1 đọan ¼ chiều dài cọc 3. Xác đònh sức chòu tải của cọc. a) Theo vật liệu làm cọc 4φ14 : Fa = 6,15. 10-4 m2 - Khả năng chòu uốn của cọc: a = 4 cm ⇒ h0 = 0,3 – 0,04 = 0,26 m α = 0bhRFRnaa = 0,2611000.0,3.10 6,15 10.3,2-45 = 0,165 < 0.58 A = α(1 – 0,5α) = 0,165(1 – 0,5. 0,165) = 0,151 γ = 0,5(1 + A21− ) = 0,5(1 + 151,0.21 − ) = 0,9176 [ M ] = γ RaFah0 = 0,9176. 2,3.105. 6,15. 10-4 .0,26 = 33,74 (KNm) - Kiểm tra chòu uốn khi cẩu lắp q = γF. kd = 25.0,09. 2 = 4,5 (KN/m) MA = MB = 26,1.2q = 22.5,42 = 9 (KNm) < [M] MC = 85.2q - MA = 84.5,42 - 9 = 0 (KNm) - Khi dựng để đưa cọc vào vò trí móng: MB = 2.2lq = 22.5,42 = 9 < [ M] MC = 86.2q - 21MB = 86.5,42 - 21.9 = 15,75 < [ M] - Chòu kéo nếu cọc chòu nhổ Pk = RaFa = 230000.6,15.10-4 = 141,45(KN) b) Sức chòu tải trọng nén của cọc masát, theo kết quả thí nghiệm đất trong phòng Qq = 4,5A BC224 ABCCB224 Pđ = m(mRRF + u∑=61iifilfm) Cọc vuông : m = 1 Đóng bằng búa Diesel: mR, mfi = 1 độ sâu z = 15,7m trong đất cát thô chặt thì sức kháng mũi cọc R = 8250 (KPa) F = 0,3.0,3 = 0,09 (m2) u : chu vi mặt cắt cọc = 0,3.4 = 1,2 (m) Lớp IL Zi (m) fi li (m) fili 1 0,789 2,00 5,08 1,6 8,128 2 0,789 3,60 7,56 1,6 12,096 3 1,270 5,25 6,00 1,7 10,2 4 1,270 6,95 6,00 1,7 10,2 5 1,270 8,65 6,00 1,7 10,2 6 1,270 10,35 6,00 1,7 10,2 7 Cát nhỏ 12,05 48 1,7 81,6 8 Cát thô 13,9 70,5 2,0 141 9 Cát thô 15,7 73 1,6 116,8 ∑9= 400,424 1205010350865069505250360020001600 160012004321700 4400680017001700170017001390017002000160015700 Trò số SPT trung bình: N = 4301613 +++ = 12,5 F = 0,3.0,3 = 0,09 m2 Fs : diện tích xung quanh cọc, Fs = 15,3.0,3.4 = 19,36(m2) P = 400.30.0,09 + 2.12,5.19,36 = 1564 (KN) Sức chòu tải cho phép : P’ = 4P = 41564 = 391 (KN) d) Sức chòu tải của cọc theo kết quả của thí nghiệm xuyên tónh - Lớp sét pha dẻo sệt: α = 30; qs = αcq = 30280 = 9,3 (KPa) - Lớp sét pha dẻo : α = 30; qs = αcq = 30210 = 7 (KPa) - Lớp cát nhỏ chặt vừa: α = 100; qs = αcq = 1006400 = 64 (KPa) - Lớp cát thô – chặt : α = 150; qs = αcq = 15016000 = 106,7 (KPa) k = 0,4 ; qp = kqc = 0,4.16000 = 6400(KPa) - F = 0,3.0,3 = 0,09 m2 ; u = 0,3.4 = 1,2 Sức chòu tải của cọc : PX’ = qp F + u∑isihq = 6400. 0,09 + 1,2(9,3.3,2 + 7.6,8 + 64.1,7 + 106,7.3,6) = 1264,4 (KPa) Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc : PX = 3muiP + 2xqP = 30,09 1264,4. + 2106,7.3,6) 64.1,7 7.6,8 21,2(9,3.3, +++ = 382,1(KPa) ( Theo 20TCN112 - 84 và 20 TCN174 -89 ) Kết luận : sức chòu tải của cọc là giá trò nhỏ nhất trong các giá trò trên [ P ] = PX = 382 (KPa) 4. Xác đònh số lượng cọc và bố trí cọc. p lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài : Ptt = 2)3( dP = 2)3,0.3(382 = 471 (KPa) Diện tích sơ bộ của đáy đế đài : Ntt1247 Số lượng cọc sơ bộ : nc = [ ]PNtt = 382 1321,5 = 3,5 Tải trọng lệch tâm lớn chọn số cọc là nc' = 6, khoảng cách giữa các tim cọc theo phương cạnh dài là 1,2m và theo phương cạnh ngắn là 0,9 Bố trí như hình vẽ : Mômen tính toán xác đònh đến trọng tâm tiết diện các cọc tại đáy đài: ttxM = ttxM0 + ttoyQ h = 27,4 + 3,4.1,1 = 31,1 (KNm) ttyM = ttyM0 + ttoxQ h = 596,6 + 34,4.1,1 = 634,4 (KNm) Lực truyền xuống các cọc : P1 = 'cttnN + ∑2maxittxyyM + ∑2maxittyxxM =61247 + 245,0.645,0.4,27 + 275,0.475,0.6,596 = 349,75(KN) P2 = 'cttnN - ∑2maxittxyyM + ∑2maxittyxxM = 61247 + 245,0.645,0.4,27 + 275,0.40.6,596 = 217,15(KN) P3 = 'cttnN + ∑2maxittxyyM - ∑ittyxxMmax = 61247 + 245,0.645,0.4,27 - 275,0.475,0.6,596 = 84,55(KN) P4 = 'cttnN - ∑2maxittxyyM - ∑2maxittyxxM = 61247 - 245,0.645,0.4,27 + 275,0.475,0.6,596 = 329,45(KN) P5 = 'ttnN - ∑2maxttxyyM + ∑2maxttyxxM = 61247 - 245,0.645,0.4,27 + 275,0.40.6,596 = 196,85(KN) 250 250250900250600800750 7501 2 3456 Pmax + Gc = 284,42 + 37,9 = 322,3 < [ P ] = 382 (KN) Pmin = P4 = 64,25 (KN) > 0 . Không cần kiểm tra theo điều kiện chống nhổ 5. Tính toán độ bền của móng Thép trong đài theo phương cạnh dài : FIa = aR0I0,9hM = 48.1020,9.0,55.237,72 = 0,001715 (m2) = 17,15 (cm2) Chọn 6φ20a200, Fa = 18,85 cm2 Thép trong đài theo phương cạnh ngắn : 150IIII100hm = 700 400ho = 550456321750750250900250250250800 600550500350II Chọn chiều cao đài móng : hm = 700mm ⇒ h0 = 700 – 150 = 550(mm) Vẽ mặt đâm thủng, mặt này hình thành từ chân cột, xiên góc 450, ta thấy mặt này phủ ra ngoài phạm 2 trục của cọc. Do đó móng đã đảm bảo điều kiện dâm thủng mà không cần kiểm tra. Chiều dày lớp đất phủ lên móng là :1100 - 700 = 400 (mm) Mô men tương ứng với mặt ngàm I – I : MI = r1( P1 + P4 ) = 0,35(349,75 + 329,45 ) = 237,72 (KNm) Mô men tương ứng với mặt ngàm II – II : MII = r2( P1 + P2 + P3) = 0,15(349,45 + 217,15 + 84,55) = 97,7 (KNm) Tải trọng 0N (KN) xQ0 (KN) yQ0 (KN) xM0 (KNm) yM0 (KNm) Trò tính toán 1247 34,4 3,4 27,4 596,6 Trò tiêu chuẩn 1039,2 28,7 2,8 22,8 497,2 p lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước : Pmax,min = 2266MtcyMMtcxMMtcBLMLBMLBN±± = Pmax = 388,35 (KPa) Móng cọc ma sát cùng với đất xung quanh tạo lên khối móng qui ước: tbϕ = 321332211hhhhhh++++ϕϕϕ = 6,37,18,62,36,3.75,417,1.5,36 25'.6,8132,3.556o'++++++ooo = 21,23o α = 4btϕ = 5,3o Chiều dài móng quy ước : LM = 1,5 + 0,3 + 2( 3,2 + 6,8 + 1,7 + 3,6 ) tg5,30 = 4,64 (m) Chiều rộng móng qui ước : B = 0,9 + 0,3 + 2( 3,2 + 6,8 + 1,7 + 3,6 ) tg5,30 = 4,04 (m) 6800 4400170012003200360001232131234 [...]... (KNm) y M 0 (KNm) Trị tính toán 1247 34,4 3,4 27,4 596,6 Trị tiêu chuẩn 1039,2 28,7 2,8 22,8 497,2 Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước : P max,min = 22 6 6 M tc y MM tc x MM tc BL M LB M LB N ±± = P max = 388,35 (KPa) Móng cọc ma sát cùng với đất xung quanh tạo lên khối móng qui ước: tb ϕ = 321 332 211 hhh hhh ++ ++ ϕϕϕ = 6,37,18,62,3 6,3.75,417,1.5,36... 321 332 211 hhh hhh ++ ++ ϕϕϕ = 6,37,18,62,3 6,3.75,417,1.5,36 25'.6,8132,3.556 o' +++ +++ ooo = 21,23 o α = 4 bt ϕ = 5,3 o Chiều dài móng quy ước : L M = 1,5 + 0,3 + 2( 3,2 + 6,8 + 1,7 + 3,6 ) tg5,3 0 = 4,64 (m) Chiều rộng móng qui ước : B = 0,9 + 0,3 + 2( 3,2 + 6,8 + 1,7 + 3,6 ) tg5,3 0 = 4,04 (m) 6800 44001700 120032003600 0 1 2 3 2 1 3 1 2 3 4 ... trường hợp 2 rất nhiều + Trường hợp 3 có tt x Q 0 tt y Q 0 tt x M 0 lớn hơn trường hợp 1 nhiều . Tải trọng tính toán và tải tiêu chuẩn tại chân cột trong trường hợp 3 : n = 1,2 Tải trọng 0 N (KN) x Q 0 (KN) y Q 0 (KN) x M 0 (KNm) y M 0 (KNm) Trị tính toán 1247 34,4 3,4 27,4 596,6 Trị tiêu chuẩn 1039,2 28,7 2,8 22,8 497,2 II. XỬ LÍ SỐ LIỆU. Hm Hd 600 P c 0 .0 m + 9... 3 1,270 5,25 6,00 1,7 10,2 4 1,270 6,95 6,00 1,7 10,2 5 1,270 8,65 6,00 1,7 10,2 6 1,270 10,35 6,00 1,7 10,2 7 Cát nhỏ 12,05 48 1,7 81,6 8 Cát thô 13,9 70,5 2,0 141 9 Cát thô 15,7 73 1,6 116 ,8 ∑ 9 = 400,424 12050 10350 8650 6950 5250 3600 2000 1600 16001200 4 3 2 1700 44006800 1700170017001700 13900 170020001600 15700 I. TỔ HP TẢI TRỌNG Công trình : Nhà công nghiệp Cột... 44001700 120032003600 0 1 2 3 2 1 3 1 2 3 4 P đ = m(m R RF + u ∑ = 6 1i ifi lfm ) Cọc vuông : m = 1 Đóng bằng búa Diesel: m R , m fi = 1 độ sâu z = 15,7m trong đất cát thô chặt thì sức kháng mũi cọc R = 8250 (KPa) F = 0,3.0,3 = 0,09 (m 2 ) u : chu vi mặt cắt cọc = 0,3.4 = 1,2 (m) Lớp I L Z i (m) f i l i (m) f i l i 1 0,789 2,00 5,08 1,6 8,128 2 0,789 3,60 7,56 1,6 12,096 . tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng qui ước : Rtc = )..('21IIIIMIIMtcDcHBBAKmm++γγ = 11. 2,1(2,46.4,04.22,3 + 10,84. 311, 4 + 0 ) =. trước khi đất nền bò phá hoại. Chưa kể đến việc sản xuất và chuyên chở cọc càng dài càng phức tạp nên phương án này chưa phải là tối ưu - Phương án 2 : Giống